Caracterización de propiedades emergentes en sistemas sociales

Abstract

En esta tesis presentamos un estudio de las propiedades emergentes de sistemas com-plejos cuyas interacciones tienen origen en el comportamiento humano y en dinámicas sociales. Para ello encaramos los problemas con un enfoque interdisciplinario, utilizan-do métodos derivados de la fı́sica estadı́stica, la matemática y conceptos básicos de lasociologı́a y teorı́a del comportamiento. Los cinco capı́tulos principales de este trabajo(del 3 al 7), se resumen en las lı́neas siguientes.En el tercer capı́tulo consideramos una clase de modelo de formación de opinióndonde la diseminación de las opiniones individuales se produce a través de la difusiónde consenso y disenso local. En este contexto, estudiamos la aparición de un consensocolectivo total o un disenso máximo en arreglos unidimensionales y bidimensionales.Observamos que en ambos casos, la probabilidad de alcanzar un consenso total exhibepropiedades de escala bien definidas en función del tamaño del sistema. En particular,los sistemas bidimensionales, mostraron exponentes no triviales y puntos crı́ticos.El interés por la dinámica de formación de opinión nos llevó a encarar el experi-mento social que contamos en el capı́tulo cuatro, este experimento tiene como objetocuantificar el cambio de opiniones de un sujeto sobre un conjunto de asuntos especı́ficos,bajo la influencia de las opiniones de los demás. Registramos las respuestas cuantita-tivas de 85 sujetos a 20 preguntas antes y después de un evento de influencia, donde hicimos hincapié en caracterizar los cambios en respuestas y confianzas inducidas portal influencia. Encontramos que los cambios de confianza son en gran medida independientes de cualquier otra cantidad registrada, mientras que los cambios de opinión seobservaron muy relacionados a la confianza del sujeto. Los resultados experimentalesse utilizaron para proponer las interacciones sociales en un modelo de formación deopinión basado en agentes. En el contexto de este modelo, estudiamos la convergenciaal pleno consenso y el efecto de lı́deres de opinión sobre la distribución colectiva deopiniones.En el quinto capı́tulo proponemos un juego evolutivo de coordinación para for-malizar un modelo simplificado de la evolución de las estrategias durante el cortejohumano. La dinámica, derivada de la consideración de observaciones experimentalessobre el comportamiento social humano, el cual muchas veces es impulsado por la con-fianza en sı́ mismo y la imitación social, resulta no ser monótona. Esta propiedad dalugar a una evolución no trivial en las estrategias de los jugadores, que estudiamostanto numéricamente como analı́ticamente. Abordamos en el sexto capı́tulo un problema de propagación de información sobreredes complejas, centrando nuestro interés en estudiar el efecto de posibles fallas. Enla dinámica que proponemos, en una red de N nodos se reparten 10N paquetes deinformación con el siguiente contenido: (1) La dirección de destino, y (2) un mensaje atransmitir. Los nodos de esta red tienen la capacidad de recibir y transmitir paquetesde información, los cuales se propagan en la red con una estrategia simple: un nodoque quiere transmitir un paquete se fija si la dirección de destino es la de alguno de susvecinos, si es ası́ se lo envı́a, y si no lo envı́a a algunos de sus vecinos al azar. Proponemosque los nodos tienen una probabilidad de transmitir información errónea y modelamosdos tipos de errores posibles que pueden ser asociados a errores del tipo humano en laadministración de información. En este contexto, manteniendo la probabilidad de errorfijo, nos enfocamos en estudiar el efecto que las diferentes topologı́as de red producenen la pérdida de información global del sistema.En el contexto de los estudios de comportamiento, es sabido que el accionar de losconductores de vehı́culos en los sistemas de tránsito es clave para entender las grandescongestiones de tránsito. Abordamos este tema en el capı́tulo séptimo, donde nos pro-ponemos modelar el efecto de la colocación de un semáforo en una vı́a unidimensionaldonde los autos fluyen con condiciones de contorno abiertas en los extremos. En esteentorno, el semáforo produce una perturbación que se ve magnificada por la actitud delos conductores, las cuales las consideramos como: (1) mantener una velocidad prudentey (2) mantener una distancia prudencial entre autos. En base a esto, hicimos un estudiodel efecto de los tiempos caracterı́sticos del semáforo sobre la densidad del tránsito,observando una transición de fase abrupta entre estados de tránsito congestionados yno congestionados. Además observamos una dependencia de esta transición respectoal flujo de autos a la entrada de la calle, a partir de la cual obtuvimos un diagrama defases para el sistema, el cuál consideramos que podrı́a ser utilizado como un soporteteórico para el desarrollo tecnológico de luces de control más inteligentes.